肠道菌群SCFAs通过活化ILC3改善胰岛素抵抗在胃旁路手术治疗2型糖尿病中的机制研究
批准号:
82070535
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
任亦星
依托单位:
学科分类:
消化系统结构、功能与发育异常
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
任亦星
中文摘要
2型糖尿病(T2DM)是全球面临的公共健康问题,胃旁路手术(RYGB)能显著控制T2DM的血糖水平,但其机制仍不明确。新近研究表明,肠菌及代谢产物SCFAs参与肠道粘膜免疫,在RYGB改善机体胰岛素抵抗中发挥重要作用,同时肠道中富集的ILC3细胞与肠道粘膜免疫功能密切相关。我们前期研究发现:在T2DM小鼠中,RYGB术后肠道中的ILC3数量明显增加。因此我们推测:RYGB术后胰岛素抵抗改善可能与SCFAs活化ILC3细胞有关。本项目通过体内外研究,旨在探索:①不同长度胆胰袢RYGB术后肠道菌群、SCFAs及各肠段ILC3细胞分布与功能变化;②SCFAs靶向调控Ffar2受体介导ILC3细胞增殖活化,在RYGB改善T2DM机体胰岛素抵抗中的关键作用,并阐明其详细分子机制。此研究有望拓展RYGB治疗T2DM的研究思路,为T2DM的治疗提供新的干预方向及靶点。
英文摘要
Type 2 diabetes mellitus (T2DM) is a global public health problem. Gastric bypass surgery (RYGB) can significantly control the blood glucose level of T2DM, but the mechanism is still unclear. Recent studies have shown that gut microbiota and metabolite SCFAs are involved in intestinal mucosal immunity and play an important role in RYGB improving insulin resistance. At the same time, ILC3s enriched in intestinal tract are closely related to intestinal mucosal immune function. Our previous study found that in T2DM mice, the number of ILC3 in the intestine increased significantly after RYGB. Therefore, we speculated that the improvement of insulin resistance after RYGB may be related to the activation of ILC3 by SCFAs. The purpose of this project is to explore: ① the distribution and functional changes of gut microbiota, SCFAs and ILC3 in different length of biliary-pancreatic limb of RYGB; ② the key role of SCFAs in improving insulin resistance of T2DM by targeting and regulating the proliferation and activation of gut microbiota mediated by Ffar2 receptor, and to clarify its detailed molecular mechanism. This study is expected to expand the research ideas of RYGB in the treatment of T2DM, and provide a new direction and target for the treatment of T2DM.
2型糖尿病(T2DM)已成为全球重要的公共卫生问题,胃旁路手术(RYGB)能显著改善T2DM患者的血糖控制,但其具体机制尚未完全阐明。本研究探讨了RYGB改善T2DM胰岛素抵抗的机制,重点关注肠道菌群-短链脂肪酸(SCFAs)-3型固有淋巴样细胞(ILC3)轴的作用。通过构建不同胆胰袢长度的动物模型,结合多组学分析与功能验证,我们发现RYGB术后,肠道菌群多样性显著增加,SCFAs生成菌群丰度升高,回肠及结肠段SCFAs浓度增加2-3倍,且肠道ILC3细胞的数量和功能(IL-22分泌)显著增强。研究聚焦RYGB对T2DM胰岛素抵抗的改善机制,探索“肠道菌群-SCFAs-ILC3”轴的作用,如SCFAs-ILC3轴可以抑制NLRP3炎症小体的激活,证实了肠道菌群、SCFAs、ILC3细胞分布及功能状态与胰岛素抵抗的相关性。随着研究深入,我们发现RYGB在改善T2DM并发症(如肾病、心肌病、高尿酸血症)方面同样有显著效果,从基础研究出发探索其机制。临床随访数据显示,T2DM患者常合并至少一种代谢并发症,但关于代谢手术的多靶点机制研究仍较少。在动物实验中,我们观察到RYGB术后,小鼠不仅血糖显著改善,血清肌酐、心脏射血分数和尿酸水平也得到了改善,显示RYGB具有多器官保护作用。此外,已有研究表明SCFAs和ILC3在肾脏炎症、心肌氧化应激缓解及尿酸代谢中的重要作用,支持了我们研究的方向。.因此在任务计划外我们研究了RYGB手术对肥胖合并代谢并发症的改善作用、通过肠道菌群和不同肠袢的转录组测序数据,筛选出TFF3、RGN等具有T2DM研究前景的基因,并以此进行了更为深入的研究:RYGB通过SCFAs-ILC3轴抑制肾小管NLRP3炎症小体的激活,减少胶原沉积;并可通过上调肝脏三叶因子家族3(TFF3)的表达,激活PI3K/Akt信号通路,改善Zucker糖尿病肥胖大鼠的胰岛素抵抗;SG手术通过激活AMPK/Nrf2通路,促进肾脏尿酸转运蛋白ABCG2的表达,增强尿酸排泄,改善肥胖合并高尿酸肾病小鼠的肾功能。我们全面解析了RYGB对T2DM及其并发症的多维度改善机制,为代谢手术的精准应用及并发症靶向治疗提供了创新策略。相关成果已在多篇期刊上发表,并在国内外会议上进行学术交流,推动了科研与临床人才的培养。
胃肠道Goblet细胞来源的TFF3通过与肝细胞表面TLR4受体结合保护酒精性肝损伤的机制探究
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批准号:82370601
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项目类别:面上项目
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资助金额:49万元
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批准年份:2023
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负责人:任亦星
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依托单位:
胃旁路手术调控SGLT3协同SGLT1介导消化道葡萄糖吸收在治疗2型糖尿病中的作用及其机制研究
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批准号:81500396
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2015
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负责人:任亦星
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依托单位:
国内基金
海外基金